[發明專利]一種煤炭地下氣化煤氣逸散邊界標定系統及其標定方法

在審

• 申請號: 201710735171.2
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN107462689A
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 徐斌;杜慧華;徐軍
• 申請（專利權）人: 新疆國利衡清潔能源科技有限公司
• 主分類號: G01N33/22
• 分類號: G01N33/22
• 代理公司: 北京智橋聯合知識產權代理事務所(普通合伙)11560
• 代理人: 鮑相如

技術領域

本發明涉及煤炭地下氣化監測技術領域，具體涉及一種煤炭地下氣化煤氣逸散邊界標定系統及其標定方法。

背景技術

煤炭地下氣化是將處于地下的煤炭進行有控制地燃燒，通過對煤的熱作用及化學作用產生可燃氣體的過程。當利用鉆孔式煤炭地下氣化技術開采原位煤層時，煤層受熱后裂隙將以氣化爐為中心，逐漸向四周發育，并延伸到氣化爐的邊界。雖然氣化爐四周已經設計一定寬度的安全煤柱，但是隨著原位煤層氣化強度的升高，煤層裂隙的發育程度增大了煤氣泄漏的風險，因此，需要在氣化爐四周的地層中設置相應的煤氣逸散監測系統，密切關注煤氣的逸散現狀，確定不同煤氣逸散濃度和逸散量的煤氣逸散邊界，以便及時地采取應急措施，避免發生大規模煤氣泄漏事故。

公開號為CN1673487A的中國發明專利，公開了一種地下氣化爐運行狀態監測系統，其分為爐內監測和爐外監測及注入、輸出監測三個子系統，實現了地下氣化爐運行動態的直接監測。該監測系統是在氣流通道和氣化爐內監測鉆孔中安設保護管，管中裝設監測裝置，直接采集氣化爐運行狀態參數。必要時在氣化爐外圍布設監測巷和爐外監測鉆孔，孔內分層設爐外狀態傳感器組，直接采集氣化爐外圍的狀態參數。采集的所有信息被傳送到信息處理、存儲、顯示裝置中，據此了解氣化進行狀態，及時采取相應措施。這一監測系統僅僅用來監測地下氣化爐的運行動態，并沒有對氣化爐四周的地層中煤氣的逸散情況加以監測，而如前所述，隨著原位煤層氣化強度的升高，煤層裂隙的發育程度增大了煤氣泄漏的風險，因此，需要在氣化爐四周的地層中設置相應的煤氣逸散監測系統，密切關注煤氣的逸散現狀，確定不同煤氣逸散濃度和逸散量的煤氣逸散邊界，以便及時地采取應急措施，避免發生大規模煤氣泄漏事故。正是基于此，本發明設計了一種煤炭地下氣化煤氣逸散邊界標定系統及其標定方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種煤炭地下氣化煤氣逸散邊界標定系統及其標定方法，其能夠監測氣化爐四周的煤氣逸散現狀，確定不同煤氣逸散濃度和逸散量的煤氣逸散邊界。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種煤炭地下氣化煤氣逸散邊界標定系統，包括：

多個垂直孔，其均勻分布在氣化爐的四周；

工業交換機與DCS控制系統，兩者相互連接；

CO檢測儀、CO₂檢測儀、H₂檢測儀，三者均與所述工業交換機相連，并被放置在所述垂直孔內。

作為優選，多個垂直孔呈雙層圓環形環繞氣化爐設置。

作為優選，每一層圓環上垂直孔的數量均為八個，各個垂直孔的中心與雙層圓環的環心連線呈“米”字型。

作為優選，所述垂直孔的底端位于煤層的底板處。

作為優選，所述垂直孔內自下而上依次填充有石塊和活性炭。

作為優選，所述石塊和活性炭的填充高度高于地下水水位。

作為優選，所述CO檢測儀、CO₂檢測儀、H₂檢測儀被所述活性炭包圍。

作為優選，所述石塊的寬度和所述活性炭的寬度均為所述垂直孔孔徑的1/4～1/3。

作為優選，所述CO檢測儀所檢測的CO的濃度范圍為12.5％～74％，所述CO₂檢測儀所檢測的CO₂的濃度范圍為12％～70％，所述H₂檢測儀所檢測的H₂的濃度范圍為5％～75％。

一種上述任一項所述的煤炭地下氣化煤氣逸散邊界標定系統，其標定方法如下：

在氣化過程中，根據DCS控制系統實時顯示的氣體中CO、CO₂、H₂濃度和逸散量，將氣體中CO、CO₂、H₂濃度和逸散量等值的垂直孔位置標定，繪制不同氣體濃度和逸散量的等值邊界曲線，確定氣化爐四周地層區域中不同氣體濃度和逸散量的煤氣逸散邊界；當氣體逸散量超過煤氣中相應氣體流量的1/10時，則可根據等值邊界曲線確定泄漏點位置。